Antistresna bjelančevina igra piletinu

Otkriveno novo polazište za lijek protiv raka

Na temelju kristalnih struktura kvasca Hsp90 i mjerenja jedno-molekula opisanih u članku, može se sastaviti shema ciklusa konformacijskih promjena u Hsp90. Dimer Hsp90 podvrgava se nekoliko ciklusa otvaranja i zatvaranja na terminalima C i N prije nego što se eventualno razgradi do monomera (nije prikazano). Pokreti na kraju C i N su spojeni. Oni se odvijaju naizmjenično, ali ne nužno i uzastopno. © C. Ratzke i T. Hugel / TUM
čitati naglas

Kada se stanice stresno pojave, protein Hsp90 daje važan doprinos njihovom preživljavanju. Münchenski istraživači već su prije neko vrijeme objasnili način rada ovog proteina - ali sada je Hsp90 iznenadio čak i stručnjake neočekivanim uzorkom pokreta u obliku gibanja koji se ljulja.

Kako istraživači Tehničkog sveučilišta u Münchenu (TUM) pišu u trenutnom internetskom broju znanstvenog časopisa "PNAS", njihovi bi rezultati mogli pomoći pronalaženju određenog lijeka za rak.

Strojevi ćelije

Proteini su strojevi stanice: oni transportiraju hranjive tvari, kreću naše mišiće, kemijski transformiraju tvari ili sakupljaju druge bjelančevine. Takozvani protein toplotnog udara Hsp90 od središnjeg je značaja za naše stanice jer odlučno kontrolira mnoge osnovne procese - u našem slučaju kao i za bakterije ili kvasce. Primjerice, ono služi u savijanju jednostavnih lanaca aminokiselina u funkcionirajuće proteine ​​s dobro definiranom prostornom strukturom.

Osobito kad je stanica izložena visokoj razini stresa zbog vrućine, trovanja ili nedostatka kisika, HSP 90 sve se više proizvodi kako bi se ograničila šteta.

Ponašanje na škarama praćeno u stvarnom vremenu

Antistresni protein je dimer, pa se sastoji od dva identična dijela, i otprilike se mogu podijeliti u tri dijela: iznad N-kraja, zatim srednje domene i ispod C-kraja. Hsp90 dobiva potrebnu energiju za svoju funkciju kroz sporu disocijaciju ATP-a, goriva svake stanice. Dvije niti se kreću jedna protiv druge, ali samo nekoliko nanometara. prikaz

Znanstvenici iz TUM-a oko profesora Johannesa Buchnera iz kemije i profesora Thorstena Hugela iz fizike zapravo dobro poznaju pokret Hsp90: oni su prvi pratili ponašanje nalik škarama u stvarnom vremenu. Ali sad su se i oni iznenadili: Umjesto poznatog, jednostranog pokretanja škara na N-terminalu, sada su mogli dokazati dvostrano gibanje ljuljanja.

Molekule boje kao molekulski vladar

Također na C-terminalu, Hsp90 se kreće gore-dolje u škarama - nešto što je u Dimerenu ranije bilo nepoznato. Za svoje novo promatranje, istraživači su pribjegli tzv tehnologiji FRET - FRET = Förster Resonance Transfer Energy.

Stavili su dvije fluorescentne molekule bojila na točno određene položaje u Hsp90 i koristili ih kao molekulski vladar: osvjetljavanje bojila uzrokuje da druga boja svijetli svjetlije što je bliže. Istraživači su mogli vidjeti dvostruko pomicanje pomicanja u rasponu nanometara na pojedinim dimerima Hsp90 pod posebno izgrađenim posebnim mikroskopom.

Kretanje s dvostrukim škarama

Prema znanstvenicima, posebno je zanimljivo da su pokreti dvostrukih škara na N- i C-terminusu usko povezani: dimer Hsp90 otvara se naizmjenično s jedne ili druge strane, poput pile. "To objašnjava visoku stabilnost dimera - u protivnom bi se antistresni protein raspao mnogo brže", objašnjava Hugel.

Njegov je tim također bio vrlo iznenađen regulacijom brzine ovog ljuljajućeg pokreta, jer je ATP vezivanje, koje se odvija na N-terminusu, odgovorno za regulaciju škara na C-terminusu. Istraživači su to uspjeli dokazati isključivanjem ATP dovoda energije u dimer. Zaključak tima: Hsp90 komunicira interno na neobično velikim daljinama gotovo deset nanometara.

Rezultati važni za osnovna istraživanja

Promatrani obrazac kretanja i komunikacije zanimljiv je za osnovna istraživanja, ali istovremeno i za farmaceutsku industriju: Hsp90 se smatra obećavajućim polazištem za terapiju raka. Do sada obećavajući lijekovi blokiraju unos ATP-a na N-terminusu antistresnog proteina. Istovremeno, međutim, opskrba energijom ometa se i u ostalim proteinima posljedica neželjenih nuspojava.

Zahvaljujući svojim novim otkrićima, istraživači TUM-a sada to mogu

usredotočite se na C-kraj Hsp90: "Postoje jedinstveni dokeri za lijekove protiv raka, koji bi trebali imati učinka bez nuspojava", nada se Hugel.

Film o novootkrivenom ljuljajućem gibanju Hsp90

(idw - Tehničko sveučilište u Münchenu, 24.08.2010. - DLO)